Network Fundamentals

Bien que l'enseignement détaillé des réseaux ne fasse pas partie du cadre de cet BTL1 article, nous aborderons quelques notions de base pour aider nos étudiants qui n'ont pas beaucoup d'expérience dans ce domaine informatique. Cette leçon expliquera ce que sont TCP, UDP et ICMP et expliquera ce que sont les adresses IP et Mac pour aider à acquérir des connaissances fondamentales en matière de réseaux.

TCP

Le protocole TCP (Transmission Control Protocol) est un protocole orienté connexion qui permet à deux systèmes d'établir une connexion qui permettra la transmission bidirectionnelle de données. Toute perte de données est détectée et corrigée automatiquement. C'est pourquoi le protocole TCP

est fiable. Le protocole TCP fonctionne au niveau de la couche transport du modèle OSI. Le terme pile de protocoles TCP/IP est également couramment utilisé pour désigner la suite de protocoles Internet, car le protocole TCP est presque toujours basé sur le protocole Internet (IP) et cette connexion est à la base de la majorité des réseaux et services réseau publics et locaux.

Mais comment les systèmes communiquent-ils exactement entre eux à l'aide du protocole TCP ? Un processus appelé « poignée de mains en trois parties » est mené. Pour commencer, les deux systèmes doivent disposer d'adresses IP uniques et avoir attribué et activé le port pour le transfert de données. L'adresse IP fonctionne comme un identifiant principal, tandis que le port spécifié permet au système d'exploitation d'attribuer des connexions à des programmes client et serveur spécifiques.

1. Le client demandeur envoie au serveur un paquet SYN (synchronisation) avec un nombre

aléatoire, ce qui garantit que les données sont envoyées dans le bon ordre et que rien n'est oublié.

2. Le serveur reçoit le paquet et accepte la connexion en renvoyant un paquet SYN-ACK (accusé

de réception de synchronisation) au client, y compris le numéro de séquence du client plus 1. Il transmet également son propre numéro de séquence au client demandeur.

3. Enfin, le client accuse réception du segment SYN-ACK en envoyant son propre paquet ACK,

qui dans ce cas contient le numéro de séquence du serveur plus 1. Dans le même temps, le client peut déjà commencer à transférer des données vers le serveur.

Vous pouvez voir comment cela se fait dans le graphique ci-dessous.

En utilisant Wireshark , nous pouvons voir la poignée de main à trois se produire lorsque nous essayons de nous connecter à un site Web à partir de notre système hôte. Nous avons mis en évidence le handshake qui montre la séquence SYN, SYN-ACK, ACK de notre système hôte établissant une connexion avec un serveur Web.

Vous pouvez trouver plus d'informations sur TCP en lisant la version originale RFC 793 ou la version la plus récente RFC 7323.

UDP

Le protocole UDP (User Datagram Protocol) permet d'envoyer des datagrammes sans connexion sur des réseaux IP. Pour fournir les services souhaités sur les hôtes cibles, il utilise des ports répertoriés comme l'un des composants principaux dans l'en-tête UDP. Comme de nombreux autres protocoles réseau, l'UDP appartient à la famille des protocoles Internet, où il est classé comme médiateur entre la couche réseau et la couche application au niveau du transport.

1. L'UDP est sans connexion : le transport de données via UDP se caractérise par le fait qu'il

s'effectue sans connexion existante entre le destinataire et le destinataire. Les paquets respectifs sont ensuite envoyés à l'adresse IP préférée, en spécifiant le port cible, sans que l'ordinateur à l'origine de ces paquets n'ait à répondre. Toutefois, si des paquets doivent également être renvoyés au destinataire, l'en-tête UDP peut éventuellement également contenir le port source.

2. Le protocole UDP utilise des ports : comme le protocole TCP, le protocole UDP utilise des

ports afin que les paquets soient transférés vers les protocoles suivants appropriés ou vers les applications souhaitées sur le système cible. Les ports sont définis par des nombres selon le modèle éprouvé, les numéros compris entre 0 et 1023 étant attribués aux services fixes.

3. L'UDP permet une communication rapide et sans délai : le protocole de transport convient à

la transmission rapide de données en raison de l'absence de configuration de connexion. Cela résulte également du fait que la perte de paquets individuels n'affecte que la qualité de la transmission. Avec les connexions TCP, en revanche, les paquets perdus sont automatiquement redemandés, ce qui entraîne l'arrêt de l'ensemble du processus de transmission.

4. L'UDP ne garantit pas la sécurité et l'intégrité des données : l'absence d'authentification

mutuelle entre le destinataire et le destinataire garantit l'excellente vitesse de transmission de l'UDP. Cependant, le protocole ne peut garantir ni l'exhaustivité ni la sécurité des paquets de données. La séquence correcte des paquets envoyés n'est pas non plus garantie. Pour cette raison, les services qui utilisent le protocole UDP doivent fournir leurs propres mesures de correction ou de protection.

Vous pouvez trouver plus d'informations sur l'UDP en lisant la RFC 768.

ICMP

Avez-vous déjà envoyé un ping à une adresse IP ou à un domaine pour voir si vous pouviez y accéder ? Ce processus utilise ICMP. L'Internet Control Message Protocol est un protocole de couche Internet utilisé par les périphériques réseau pour diagnostiquer les problèmes de communication réseau. L'ICMP est principalement utilisé pour déterminer si les données atteignent ou non leur destination prévue en temps voulu. Le protocole ICMP est généralement utilisé sur les périphériques réseau, tels que les routeurs.

Démontrons en envoyant un ping à Google.com depuis notre système.

Adresses IP

Une adresse IP (Internet Protocol) fournit une identité à un appareil en réseau sur Internet. À l'instar d'une adresse personnelle ou professionnelle qui fournit une adresse identifiable à un emplacement physique spécifique, les appareils d'un réseau sont différenciés les uns des autres par des adresses IP.

Si vous envoyez un colis à un ami dans un autre pays, vous devez connaître la destination exacte. Ce même processus général est utilisé pour envoyer des données sur Internet. Toutefois, au lieu d'utiliser une adresse postale physique, l'ordinateur utilise des serveurs DNS pour rechercher un nom d'hôte afin de trouver son adresse IP.

Par exemple, lorsque vous saisissez l'URL d'un site Web tel que www.lifewire.com dans un navigateur, votre demande de chargement de cette page est envoyée aux serveurs DNS qui recherchent le nom d'hôte de lifewire.com pour trouver l'adresse IP correspondante. Sans l'adresse IP, l'ordinateur n'a aucune idée de ce que vous recherchez.

Adresses IP privées

Ils sont utilisés au sein d'un réseau, par exemple un réseau domestique utilisé par des tablettes, des caméras Wi-Fi, des imprimantes sans fil et des ordinateurs de bureau. Ces types d'adresses IP permettent aux appareils de communiquer avec un routeur et les autres appareils du réseau domestique privé. Les adresses IP privées peuvent être définies manuellement ou attribuées automatiquement par le routeur. Les plages d'adresses IP privées sont les suivantes :

• 192.168.0.0 - 192.168.255.255 (65 536 adresses IP)
• 172.16.0.0 - 172.31.255.255 (1 048 576 adresses IP)
• 10.0.0.0 - 10.255.255.255 (16 777 216 adresses IP)

Adresses IP publiques

Ils sont utilisés à l'extérieur d'un réseau et sont attribués par un fournisseur de services Internet. Il s'agit de l'adresse principale qu'un réseau domestique ou professionnel utilise pour communiquer avec le reste des appareils en réseau dans le monde entier (par exemple, Internet). Il permet aux appareils d'une maison, par exemple, d'accéder à un fournisseur d'accès Internet, et donc au monde extérieur, ce qui permet aux appareils d'accéder à des sites Web et de communiquer directement avec d'autres ordinateurs et serveurs dans le monde entier.

IP statiques et dynamiques

Les adresses IP privées et les adresses IP publiques sont dynamiques ou statiques, ce qui signifie que, respectivement, elles changent ou ne changent pas.

Une adresse IP attribuée par un serveur DHCP est une adresse IP dynamique. Si le protocole DHCP n'est pas activé sur un appareil ou s'il ne le prend pas en charge, l'adresse IP doit être attribuée manuellement, auquel cas elle est appelée adresse IP statique.

Adresse MAC

Une adresse MAC (Media Access Control) est un numéro d'identification matériel qui identifie de manière unique chaque appareil sur un réseau. L'adresse MAC est intégrée à chaque carte réseau,

telle qu'une carte Ethernet ou une carte Wi-Fi, et ne peut donc pas être modifiée (mais elle peut être falsifiée par des attaquants !). Les adresses MAC sont composées de six nombres hexadécimaux à deux chiffres, séparés par des deux-points. Par exemple, une carte Ethernet peut avoir une adresse MAC 00:0 d:83:b1:c 0:8 e.

Nous pouvons consulter le MAC de notre carte d'interface sous Windows en recherchant « État du réseau » dans la barre de recherche de Windows, puis en cliquant sur « Afficher les propriétés de votre réseau ».

Matériel de lecture supplémentaire

Nous avons compilé une liste de ressources supplémentaires que nous suggérons aux étudiants de lire s'ils ne se sentent pas trop à l'aise avec les fondamentaux et les concepts des réseaux.

• Vidéos YouTube du professeur Messer
• PDF sur les principes fondamentaux de la mise en réseau Cisco
• Quiz et anecdotes sur les réseaux informatiques
• Quiz sur les réseaux informatiques pour les débutants